WO2020157900A1 - 電動機駆動装置及び電動機駆動システム - Google Patents

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WO2020157900A1
WO2020157900A1 PCT/JP2019/003338 JP2019003338W WO2020157900A1 WO 2020157900 A1 WO2020157900 A1 WO 2020157900A1 JP 2019003338 W JP2019003338 W JP 2019003338W WO 2020157900 A1 WO2020157900 A1 WO 2020157900A1
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WO
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electric motor
value
drive
characteristic
instruction
Prior art date
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PCT/JP2019/003338
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English (en)
French (fr)
Inventor
成憲 青木
裕司 五十嵐
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors

Definitions

  • the present invention relates to an electric motor drive device and an electric motor drive system for driving a drive mechanism using an electric motor.
  • An electric motor drive is used to drive the drive mechanism with an electric motor.
  • the drive mechanism includes, for example, a processing table that drives and moves a ball screw, and is used in a machine tool in a production line.
  • the electric motor drive device estimates an estimated value of characteristics such as friction and vibration of the electric motor or drive mechanism for abnormality diagnosis and characteristic compensation.
  • a movement stop operation of a unit movement amount is performed a plurality of times in one direction with respect to a table by a drive command different from an operation operation for production from a numerical control device, and also in the reverse direction.
  • the movement stop operation of the unit movement amount is performed a plurality of times, friction measurement is performed, and the friction value is calculated.
  • a failure diagnosis is performed by determining whether or not the friction value is within an allowable range (see, for example, Patent Document 1).
  • a test operation specified by the servo adjusting unit is performed, load characteristics are measured, and load characteristics are compensated (for example, refer to Patent Document 2).
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric motor drive device that can utilize an estimated value of a characteristic without being affected by a change in operating conditions.
  • a motor drive device acquires a drive detection value acquisition unit that acquires a drive detection value based on the position or speed of an electric motor that drives a drive mechanism by an electric motor, and a drive command signal that is a target value of the drive detection value.
  • a drive command acquisition unit a drive control unit that performs a control calculation so that the drive detection value follows the drive command signal, drives a current by passing a current to the electric motor, and drives the electric motor depending on the driving condition of the drive operation based on the drive command signal.
  • a characteristic estimation instruction acquisition unit that externally obtains a characteristic estimation instruction signal that indicates whether or not to estimate the characteristic value of the drive mechanism, and a control calculation of the drive control unit if the characteristic estimation instruction signal estimates the instruction.
  • a characteristic estimation unit that estimates the characteristic value based on the control state value, outputs the characteristic estimation value, and does not perform estimation when the characteristic estimation instruction signal indicates an instruction that is not estimated.
  • Embodiment 1. 1 is a schematic configuration diagram showing an electric motor drive system according to a first embodiment of the present invention.
  • the electric motor drive system 1 includes an electric motor drive device 100, a host controller 200, a drive unit 300, and a detector 400. Equipped with.
  • the drive unit 300 includes an electric motor 301 and a drive mechanism 302.
  • the electric motor 301 and the drive mechanism 302 are mechanically connected and driven by the electric motor 301.
  • the drive mechanism 302 is, for example, a machining table that drives the ball screw to rotate in the machine tool to move the table in a linear direction.
  • the electric motor 301 is, for example, a servomotor, and a ball screw is mechanically connected to a rotation output shaft of the electric motor 301 by a shaft coupling and driven.
  • the electric motor 301 and the drive mechanism 302 are connected by a double wire, but the double wire indicates that they are mechanically connected.
  • the detector 400 is installed in, for example, the electric motor 301, detects the driven position of the electric motor 301, and outputs the detected position to the electric motor drive device 100 as a drive detection value Xb.
  • the electric motor drive device 100 includes a drive control unit 101, a drive command acquisition unit 102, a drive detection value acquisition unit 103, a current detection unit 104, a characteristic estimation unit 111, and a characteristic estimation instruction acquisition unit 112.
  • the drive detection value acquisition unit 103 acquires the position of the electric motor 301 from the detector 400 as the drive detection value Xb.
  • the drive command acquisition unit 102 acquires a target value for the position of the electric motor 301 as a drive command signal Xr from the host controller 200.
  • the drive control unit 101 performs a control calculation based on the drive command signal Xr and the drive detection value Xb, and applies a voltage to the electric motor 301 to cause a current Im to flow and generate a drive torque in the electric motor 301.
  • the electric motor 301 is driven so that the drive detection value Xb follows Xr.
  • the current detection unit 104 detects the current Im flowing to the electric motor 301 in the electric motor drive device 100 and transmits it to the drive control unit 101 as a detected current value Ib. Further, the drive control unit 101 calculates a value in the middle of control calculation until calculating the value of the voltage output for flowing the current Im to the electric motor 301 from the drive command signal Xr, the motion detection value Xb, and the current detection value Ib, Alternatively, information such as an electrical or mechanical constant of the electric motor 301 and a mechanical constant of the drive mechanism 302 necessary for estimating the characteristic of the driving unit 300 is output to the characteristic estimating unit 111 as the control state value D1. ..
  • the control state value D1 is, for example, the detected value of the speed of the electric motor 301, the detected value of the electric current of the component that causes the electric motor 301 to generate torque, the torque constant for converting the detected electric current value into the torque output value of the electric motor 301, and the rotation of the electric motor 301. It includes a load inertia moment constant, which is the sum of the inertia moment value of the child and the inertia moment value of the portion of the drive mechanism 302 driven by the electric motor 301.
  • the characteristic estimation instruction acquisition unit 112 acquires the characteristic estimation instruction signal C1 from the host controller 200 outside the electric motor drive device 100.
  • the characteristic estimation unit 111 acquires the control state value D1 from the drive control unit 101, and outputs the characteristic estimation value E1 corresponding to the characteristic estimation instruction signal C1 acquired from the external host controller 200.
  • the characteristic estimation instruction signal C1 is a signal for instructing whether or not to estimate the characteristic value of the electric motor 301 or the driving mechanism 302 based on the driving condition of the driving operation by the driving instruction signal Xr, and the characteristic estimation instruction signal C1.
  • the characteristic estimation unit 111 estimates the state of the drive unit 300 based on the control state value D1 acquired from the drive control unit 101, and uses the estimated value as the characteristic estimated value E1.
  • the friction component output from the torque of the electric motor 301 is estimated as the sum of the friction torque of the electric motor 301 and the friction force of the drive mechanism 302, and the estimated friction value is output.
  • Friction for example, is dominated by dynamic friction as Coulomb friction that changes in magnitude due to normal force due to load, and viscous friction added depending on speed is small and can be ignored.
  • the characteristic estimation unit 111 estimates the friction as the characteristic estimated value E1, for example, as follows.
  • the characteristic estimation unit 111 receives, as the control state value D1 from the drive control unit 101, for example, a speed detection value, a current detection value, a torque constant for converting current to torque, and a load inertia moment constant.
  • the detected torque value is multiplied by the torque constant to calculate the generated load torque.
  • the acceleration torque that causes the acceleration is calculated by multiplying the acceleration obtained by temporally differentiating the detected value of the speed by the load inertia moment constant.
  • the acceleration torque When the acceleration torque is subtracted from the calculated load torque, the torque required for the driving operation in addition to the acceleration is calculated, and when it can be considered that there is no disturbance torque, it is used as an instantaneous estimated value of friction.
  • the instantaneous estimated value of friction is taken as an estimated value of friction after taking an absolute value and then made into an average value through a filter such as a first-order lag system having a predetermined time constant.
  • the characteristic estimation unit 111 does not estimate the estimated characteristic value E1.
  • the holding variable is held without being updated during the instruction not estimated by the characteristic estimation instruction signal C1. Then, the estimation is interrupted, and when the characteristic estimation instruction signal C1 becomes an instruction for estimation again and the estimation is performed, the update of the holding variable is restarted and the estimation is performed.
  • the estimation is stopped during the instruction in which the characteristic estimation instruction signal C1 is not estimated, the holding variable is not updated or set to a predetermined value, and the characteristic estimation instruction signal C1 becomes an instruction to be estimated again.
  • the holding variable it is also possible to set the holding variable to a default value such as an initial value when performing the estimation and update the holding variable from there to perform the estimation.
  • a default value such as an initial value when performing the estimation
  • the characteristic estimation value E1 that is output when the estimation is not performed for example, the characteristic estimation value E1 immediately before the characteristic estimation instruction signal C1 changes to an instruction that is not estimated is held and output.
  • a predetermined value is output as the characteristic estimation value E1 that is output when the estimation is not performed, and it can be found that the characteristic estimation value E1 is not estimated from the viewpoint of the equipment external to the motor drive device 100 or the operator. You may do it.
  • the host controller 200 generates a drive command signal Xr that is a target value of the detection value Xb based on the position or speed of the electric motor 301, and transmits it to the electric motor drive device 100.
  • the plurality of electric motors 301 attached to the machine tool are sequentially driven at appropriate timings, or the plurality of electric motors 301 are simultaneously synchronized. It is necessary to drive the electric motor 301 based on sensor input states from a plurality of sensor devices (not shown in FIG. 1) such as a light-shielding sensor that detects whether a work has been carried in.
  • the electric motor drive device 100 is connected to the upper controller 200, and the upper controller 200 operates according to the operation plan.
  • a drive command signal Xr which is a target value of a detection value based on the position or speed of the electric motor 301, is generated and transmitted to the electric motor drive device 100.
  • a drive command is issued from a host controller 200 outside the electric motor drive device 100.
  • the system configuration is such that the signal Xr is acquired to drive the electric motor 301.
  • the host controller 200 can often generate the characteristic estimation instruction signal C1 based on the operating condition because the operating condition is known from the operating program as the operation plan.
  • the acquisition of the characteristic estimation instruction signal C1 by the motor drive device 100 may be performed via serial communication or via parallel digital signal input.
  • the drive command signal Xr from the host controller 200 or the like is acquired by the communication by the electric motor drive device 100, if the characteristic estimation command signal C1 is acquired through the same communication path as the communication path that receives the drive command signal Xr, a communication circuit or The number of communication wires is small, and it is easy to synchronize the drive command signal Xr and the characteristic estimation command signal C1.
  • the characteristic estimation instruction signal C1 is obtained via the parallel digital signal input, the characteristic estimation instruction signal C1 can be obtained from various host controllers 200 and the like without being restricted by the communication protocol or the like.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the electric motor drive system 1.
  • the characteristic estimated value E1 is shown in the example of the operation operation of the machining table in which the work is placed as the drive mechanism 302 driven by the electric motor 301 and is moved by the ball screw.
  • the operation operation is an operation when the drive unit is operating normally, and is, for example, an operation when a machine tool as a production facility including the drive unit is operating for normal production.
  • the period 511 is operated for the work W1
  • the type of the work is changed for the period 512
  • the work is changed to the work W2 having a lighter load than the work W1
  • the work is performed again for the periods 513, 514, and 515.
  • the type is changed and the work W1 is being operated.
  • the periods 511, 512, and 513 are operated in the operation pattern P1
  • the period 514 is changed to the operation pattern P2
  • the period 515 is returned to the operation pattern P1 and is operated again.
  • P2 is an operation pattern in which the interval time from the processing of one work to the processing of the next work is longer than the operation pattern P1.
  • the friction in the ball screw for moving the table on which the work is placed becomes small, and the estimated friction value constantly fluctuates to a value smaller than that in the period 511. ing.
  • the interval between the machining of the workpiece becomes long, the heat radiation amount of the ball screw in the interval becomes large, the temperature of the ball screw becomes lower than that in the period 513, and the friction becomes large because the temperature decreases. Therefore, the estimated friction value is also larger than the period 513.
  • the friction value when the friction value is displayed and output as an index of the secular change of the electric motor 301 and the drive mechanism 302 during the operation operation, the change of the operation condition such as the change of the type of the work and the change of the operation pattern as described above.
  • the display output value fluctuates, it is difficult for an operator who monitors the drive mechanism 302 to grasp the characteristics of the drive mechanism 302. For this reason, the worker decides to estimate the friction as the characteristic estimated value E1 in the working operation of the machining of the work W1 as a reference for observing the secular change due to the friction.
  • a work as a reference for example, a heavy work having a good S/N ratio with noise in friction estimation due to a large frictional force, or a large amount of work produced in operation, It can be decided because there are many opportunities to process it. Also, regarding the operation pattern, it can be decided to estimate the characteristic estimation value E1 in the operation operation of the operation pattern P1 on the basis of the operation pattern that is frequently used in production and has many opportunities to be operated.
  • the estimation of the characteristic estimation value E1 is such that the characteristic estimation value E1 is estimated when the type of work is W1 and the operation pattern is P1.
  • the characteristic estimation instruction signal C1 is estimated by determining whether or not to estimate the characteristic estimated value E1 under the operating conditions for operating operation, from the operating conditions such as the determined work type and operating pattern and the stored estimation determination criteria. It is generated as an instruction to perform or an instruction not to be estimated, and is output to the motor drive device 100.
  • “estimation” is used for an instruction to be estimated
  • “interruption” is used for an instruction not to be estimated.
  • the electric motor drive device 100 receives the drive command signal Xr, applies a current to the electric motor 301 so that the drive detection value Xb follows the drive command signal Xr, outputs a drive torque, and drives the drive mechanism 302.
  • the characteristic estimation instruction signal C1 is an instruction to be estimated based on the obtained characteristic estimation instruction signal C1
  • the characteristic estimation unit 111 performs an estimation operation.
  • the instruction estimated by the characteristic estimation instruction signal C1 is changed to an instruction not estimated, the value of the characteristic estimation value E1 immediately before the change is held, and the held value is output while the characteristic estimation instruction signal C1 is an instruction not estimated. ..
  • the characteristic estimated value E1 such as friction is output as shown in the lower part of FIG. 2 even when the operating condition is changed due to the change of the work type or the operation pattern.
  • the estimated value of the characteristic can be used without being affected by the change in the operating condition. Therefore, when the characteristic estimated value E1 is displayed and output as an index of the secular change of the electric motor 301 and the drive mechanism 302 during operation, the operator monitoring the drive mechanism 302 grasps the secular change of the characteristic of the drive mechanism 302. Easier to do.
  • the drive detection value acquisition unit 103 that acquires the drive detection value Xb based on the position of the electric motor 301 that drives the drive mechanism 302 by the electric motor 301, and the drive detection value Xb.
  • a drive command acquisition unit 102 that acquires a drive command signal Xr that is a target value, and a control calculation that causes the drive detection value Xb to follow the drive command signal Xr, and a current is supplied to the electric motor 301 to drive the electric motor 301.
  • a control unit 101 and a characteristic estimation instruction acquisition unit that externally acquires a characteristic estimation instruction signal C1 that instructs whether or not to estimate the characteristic value of the electric motor 301 or the drive mechanism 302 according to the driving condition of the driving operation based on the driving command signal Xr. 112 and the instruction to be estimated by the characteristic estimation instruction signal C1, the characteristic value is estimated based on the control state value D1 used in the control calculation of the drive control unit 101, the characteristic estimated value E1 is output, and the characteristic estimation instruction is issued. Since the characteristic estimating unit that does not estimate when the signal C1 is an instruction not to estimate is provided, the estimated value of the characteristic is output without being affected by changes in operating conditions such as changes in operating patterns and types of workpieces. it can.
  • the electric motor drive system 1 includes the electric motor drive device 100 and the host controller 200 that outputs the drive command signal Xr and the characteristic estimation instruction signal C1 to the electric motor drive device 100. It is possible to use an estimated value of the characteristic that is not subject to the stress.
  • Embodiment 2 A configuration of an electric motor drive device and an electric motor drive system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
  • the electric motor 301 is an induction motor for a spindle that rotates a machining tool of a machine tool, and a driving table is used.
  • the mechanism 302 is a processing tool for a machine tool.
  • the detector 400 detects the speed of the electric motor 301 and outputs it as the drive detection value Xb
  • the drive control unit 101 controls the speed of the electric motor 301
  • the characteristic estimation unit 111 detects the drive from the drive command signal Xr as the characteristic estimation value E1.
  • the vibration amplitude of the speed deviation obtained by subtracting the value Xb is estimated, and the characteristic estimation instruction signal C1 is instructed depending on whether or not the operation is disturbed.
  • the estimated value of the vibration amplitude of the speed deviation as the characteristic estimated value E1 does not observe the disturbance torque applied to the rotor of the electric motor 301 during cutting, but the rotor of the electric motor 301 is rotating, but is cut.
  • the drive mechanism 302 is a processing tool such as an end mill that performs cutting processing inside a machine tool, for example.
  • the electric motor 301 is, for example, an induction motor, and a machining tool is mechanically attached as a drive mechanism 302 to a rotary output shaft of a rotor of the electric motor 301 via a tool chuck and driven.
  • the detector 400 is arranged so as to detect the speed of the driven electric motor 301, for example, and outputs the detected speed to the electric motor drive device 100 as a drive detection value Xb.
  • the drive detection value acquisition unit 103 acquires the speed of the electric motor 301 from the detector 400 as the drive detection value Xb.
  • the drive command acquisition unit 102 acquires a target value for the speed of the electric motor 301 from the host controller 200 as a drive command signal Xr.
  • the drive control unit 101 performs a control calculation based on the drive command signal Xr and the drive detection value Xb, and applies a voltage to the electric motor 301 to cause a current Im to flow and generate a drive torque in the electric motor 301.
  • the electric motor 301 is driven so that the drive detection value Xb follows Xr.
  • the drive control unit 101 outputs the control state value D1 to the characteristic estimation unit 111.
  • the control state value D1 is obtained by subtracting the drive detection value Xb as a detection value of the speed of the electric motor 301 from the drive command signal Xr calculated as a target value for the speed of the electric motor 301 by the drive control unit 101, for example.
  • Speed deviation etc. are included.
  • the electric motor 301 is controlled so as to follow the target value of the speed which is a constant value, and there is no problem with the bearing or the like, the speed deviation is smooth.
  • a ball in a bearing that supports the rotor of the electric motor 301 is damaged, a periodic external force is generated with respect to the rotation of the electric motor 301, and the vibration appears as a speed deviation.
  • the speed deviation vibrates due to the periodic disturbance torque when the processing tool cuts the work.
  • the characteristic estimation unit 111 acquires the control state value D1 from the drive control unit 101, and outputs the characteristic estimation value E1 corresponding to the characteristic estimation instruction signal C1 acquired from the host controller 200.
  • the characteristic estimation instruction signal C1 is a signal for instructing whether or not to perform the estimation operation, and when the characteristic estimation instruction signal C1 is an instruction for estimation, the characteristic estimation unit 111 causes the characteristic estimation unit 111 to obtain the control state value acquired from the drive control unit 101.
  • the characteristic of the drive unit 300 is estimated based on D1, and the estimated value is output as the characteristic estimated value E1.
  • the characteristic estimation instruction signal C1 indicates that the estimation is not performed, the characteristic estimation unit 111 does not estimate the characteristic estimation value E1.
  • a vibration component is extracted by removing a low-frequency component such as an offset using a high-pass filter for the velocity deviation acquired as the control state value D1, and extracting the vibration component.
  • the vibration amplitude estimated value is obtained by averaging the absolute values of the vibration amplitude estimated values, and the vibration amplitude estimated value is output as the characteristic estimated value E1.
  • FIG. 3 shows, in a time series, a situation in which a vibration amplitude estimation value of a speed deviation of the electric motor 301 rotating the machining tool is estimated as the characteristic estimation value E1 in an operating operation in which the machining tool as the drive mechanism 302 is driven by the electric motor 301.
  • the vibration amplitude of the speed deviation is always estimated is shown by the constant vibration amplitude estimated value in FIG.
  • the movement command of the table on which the work is placed is the positioning command G00.
  • the periods 522 and 524 are cutting movement commands G01. In the periods 522 and 524, the influence of vibration due to the disturbance of the cutting external force when the machining tool cuts the work during operation occurs, so that the vibration amplitude of the speed deviation becomes large.
  • the display output value of the estimated vibration amplitude constantly fluctuates greatly due to changes in operating conditions such as the execution of operations in which cutting disturbances occur.
  • An operator monitoring the drive mechanism 302 refers to the constant vibration amplitude estimation value of the speed deviation including this variation in order to understand the characteristics of the drive mechanism 302 due to secular change. It is difficult to understand the characteristics of the drive mechanism 302 because the influence of is included.
  • the characteristic estimated value E1 is output as follows. Since the host controller 200 has the operation program, the description of the movement instruction in the operation program makes it possible to know whether the next movement instruction is a cutting movement with cutting or a positioning movement without cutting. Therefore, for example, in the host controller 200, when a positioning movement G00 is issued by a machining table movement command in the operation program, the characteristic estimation instruction signal C1 is used as an instruction to estimate the cutting movement with disturbance due to the external cutting force. In the case of G01, the instruction is not to estimate the characteristic estimation instruction signal C1. The characteristic estimation instruction signal C1 thus determined is output from the host controller 200 to the motor drive device 100. In the characteristic estimation instruction signal C1 in FIG. 3, “estimation” is given for an instruction to be estimated, and “interruption” is given for an instruction not to be estimated.
  • the electric motor drive device 100 receives the drive command signal Xr, applies a current to the electric motor 301 so that the drive detection value Xb follows the drive command signal Xr, outputs a drive torque, and drives the drive mechanism 302.
  • the characteristic estimation instruction signal C1 is an instruction to be estimated based on the obtained characteristic estimation instruction signal C1
  • the characteristic estimation unit 111 performs estimation.
  • the instruction estimated by the characteristic estimation instruction signal C1 is changed to an instruction not estimated, for example, the value of the characteristic estimation value E1 immediately before the change is held, and the held value is maintained while the instruction is not estimated by the characteristic estimation instruction signal C1. Output.
  • the characteristic estimated value E1 does not change greatly and is output as shown by the characteristic estimated value E1 in FIG. 3, and the operation such as the operation with the disturbance is performed. Even if the condition is changed, the estimated value of the characteristic can be used without being affected by the operating condition. Accordingly, when the characteristic estimated value E1 is displayed and output as an index of the secular change of the electric motor 301 or the drive mechanism 302 in operation, the operator who monitors the drive mechanism 302 changes the secular change of the characteristic of the drive mechanism 302. It becomes easier to understand.
  • the secular change is not affected by the fluctuation of the characteristic estimated value E1. You can grasp and set.
  • the estimated value of the characteristic is not affected by the change in the operation condition such as the operation with the disturbance. Can be output and this can be used.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an electric motor drive system according to a third embodiment of the present invention.
  • the electric motor drive device 100 includes the abnormality diagnosis instruction acquisition unit 122 and the abnormality diagnosis unit 121, and does not include the characteristic estimation instruction acquisition unit 112.
  • the characteristic estimation unit 111 constantly calculates the characteristic estimation value E0. The difference is that it is output.
  • the characteristic estimation unit 111 acquires the control state value D1 from the drive control unit 101, estimates the characteristic value of the drive unit 300 based on the control state value D1, and sets the estimated value as the constant characteristic estimated value E0 regardless of the operating conditions. Output.
  • the abnormality diagnosis instruction acquisition unit 122 acquires the abnormality diagnosis instruction signal C2 from the host controller 200 outside the electric motor drive device 100.
  • the abnormality diagnosis unit 121 constantly acquires the characteristic estimation value E0 from the characteristic estimation unit 111, performs an abnormality diagnosis in accordance with the abnormality diagnosis instruction signal C2 acquired from the external host controller 200, and outputs an abnormality determination signal as a result of the abnormality diagnosis. Output F1.
  • the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to perform the diagnosis
  • the abnormality diagnosis unit 121 performs the abnormality diagnosis of the drive unit 300 based on the constant characteristic estimation value E0 acquired from the characteristic estimation unit 111.
  • the abnormality diagnosis determination process for example, it is determined whether or not the constant characteristic estimation value E0 is within the preset allowable range of the constant characteristic estimation value E0.
  • an allowable range upper limit and an allowable range lower limit which are provided with a certain allowable range width with respect to the average constant characteristic estimation value E0.
  • the abnormality diagnosing unit 121 makes an abnormality diagnosis when the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to make a diagnosis.
  • the characteristic estimation value E0 always exceeds the allowable range, it is judged as an abnormality, and the abnormality judgment signal F1 is made abnormal. Output as.
  • the characteristic estimation value E0 is always within the allowable range, it is determined that there is no abnormality, and the abnormality determination signal F1 is output as normal.
  • the abnormality diagnosis unit 121 When the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction not to diagnose, the abnormality diagnosis unit 121 does not always perform the abnormality diagnosis based on the characteristic estimation value E0, and outputs the abnormality determination signal F1 as normal.
  • the abnormality determination signal F1 is output to, for example, a display unit included in the electric motor drive device 100, the display unit displays an alarm indicating that an abnormality has been detected, and an operator who monitors the electric motor drive device 100 looks at the display unit and constantly It can be known that the characteristic estimated value E0 is in a state of being determined to be abnormal.
  • FIG. 5 shows an example in which the work is placed as the drive mechanism 302 driven by the electric motor 301 and the working operation of the working table is moved by the ball screw. It is an example showing in time series the situation in which abnormality diagnosis is performed based on the constant characteristic estimation value E0.
  • the constant characteristic estimation value E0 is shown as the constant friction estimation value which is obtained by always estimating the friction.
  • the work W1 is operated and operated
  • the work type is changed to the work W2 having a lighter load than the work W1
  • the work is operated again
  • the periods 533, 534 and 535 are again the work types. Has been changed and the work W1 is being operated.
  • the periods 531, 532, 533 are operated and operated in the operation pattern P1, and the operation pattern is changed in the period 534, and the interval time from the machining of one work to the machining of the next work is more than that of the operation pattern P1. It is changed to a long operation pattern P2 and is in operation. During the period 535, the operation pattern P1 is returned to the operation pattern P1 and the operation is performed.
  • the friction in the ball screw on which the work is placed becomes small, and the constant friction estimation value as the constant characteristic estimation value E0 is smaller than that in the period 531.
  • the value fluctuates to a smaller value and becomes smaller than the lower limit of the allowable range.
  • the interval time between the machining of the workpiece becomes long and the heat radiation amount of the ball screw in the interval time becomes large, so that the temperature of the ball screw becomes lower than that in the period 533, and the friction becomes large due to the decrease of the temperature.
  • the constant friction estimated value as the constant characteristic estimated value E0 becomes a value larger than the period 533 and a value larger than the upper limit of the allowable range.
  • the friction gradually increases due to the secular change regardless of the operating condition, and the constant friction estimated value as the constant characteristic estimated value E0 exceeds the allowable range upper limit at the midpoint of the period 535.
  • the constant friction estimated value is changed by changing the operation condition such as the change of the type of the work and the change of the operation pattern as described above.
  • the period 532 or the period 534 which greatly fluctuates it is out of the allowable range, and the abnormality is erroneously detected by the abnormality diagnosis.
  • the abnormality diagnosis is performed in the operation type W1 and the operation pattern P1.
  • abnormality diagnosis when the type of work is W1 and the operation pattern is P1 is registered and stored in advance in the host controller 200 as an abnormality diagnosis execution standard.
  • the host controller 200 outputs the drive command signal Xr to the electric motor drive device 100 to perform the operation according to the type of the work and the operation pattern determined as the operation condition for the operation according to the production plan.
  • the host controller 200 also generates an abnormality diagnosis instruction signal C2 as an instruction to perform diagnosis or an instruction not to perform diagnosis from the operating conditions such as the type of work to be operated and the operating pattern, and the registered abnormality diagnosis execution standard. And outputs it to the motor drive device 100.
  • abnormality diagnosis instruction signal C2 in FIG. 5 "diagnosis” is shown for an instruction to make a diagnosis, and "interruption” is shown for an instruction not to make a diagnosis.
  • the electric motor drive device 100 receives the drive command signal Xr, applies a current to the electric motor 301 so that the drive detection value Xb follows the drive command signal Xr, outputs a drive torque, and drives the drive mechanism 302. Further, the characteristic estimation unit 111 acquires the control state value D1 from the drive control unit 101, estimates the characteristic of the drive unit 300 based on the control state value D1, and always uses the estimated value regardless of the operating conditions as the characteristic estimation value E0. Output as.
  • the abnormality diagnosis instruction acquisition unit 122 acquires the abnormality diagnosis instruction signal C2 from the external host controller 200.
  • the abnormality diagnosis unit 121 acquires the abnormality diagnosis instruction signal C2 from the abnormality diagnosis instruction acquisition unit 122, and when the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to perform diagnosis, always acquires the characteristic estimation value E0 from the characteristic estimation unit 111 and constantly The abnormality diagnosis is performed based on the characteristic estimated value E0, and when the abnormality is detected, the abnormality determination signal F1 is output as the abnormality determination result. When no abnormality is detected, the abnormality determination signal F1 is output as the normal determination result. When the abnormality diagnosis instruction signal C2 indicates that the diagnosis is not made, the abnormality diagnosis is interrupted and the abnormality determination signal F1 is output as the normal determination result.
  • the abnormality determination signal F1 in FIG. 5 is shown as "abnormal" in the case of the abnormality diagnosis result and "normal” in the case of the normal determination result.
  • the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to make a diagnosis
  • the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to make a diagnosis.
  • the abnormality diagnosis is performed in the part 121, since the constant friction estimated value as the constant characteristic estimated value E0 is within the allowable range, the abnormality determination signal F1 is output as the normal determination result.
  • the work type is changed to W2, and the constant friction estimated value as the constant characteristic estimated value E0 becomes a value smaller than the lower limit of the allowable range.
  • the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction not to diagnose
  • the abnormality diagnosis unit 121 does not perform the abnormality diagnosis, and the abnormality determination signal F1 is output as a normal determination result.
  • the same operation as in the period 531 is performed, and the abnormality determination signal F1 is output as the normal determination result.
  • the operation pattern is changed to P2, and the constant friction estimated value as the constant characteristic estimated value E0 becomes a value larger than the upper limit of the allowable range.
  • the abnormality diagnosis instruction signal C2 is Since the instruction is not to be diagnosed and the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction not to be diagnosed, the abnormality diagnosis unit 121 does not perform abnormality diagnosis, and outputs the abnormality determination signal F1 as a normal determination result.
  • the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to make a diagnosis
  • the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to make a diagnosis.
  • the operating condition is changed.
  • the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to make a diagnosis
  • the characteristic estimation value E1 is obtained from the characteristic estimation unit 111.
  • the abnormality diagnosis is performed and the abnormality determination signal F1 is output, and the abnormality diagnosis instruction signal F1 indicates that the diagnosis is not performed, the abnormality diagnosis is not performed. Therefore, the estimated value of the characteristic that is not affected by the change of the operating condition is true. Diagnosis of abnormal cases is possible. Therefore, false detection of abnormality diagnosis can be reduced, and highly reliable abnormality diagnosis can be performed.
  • the drive detection value acquisition unit 103 that acquires the drive detection value Xb based on the position of the electric motor 301 that drives the drive mechanism 302 by the electric motor 301
  • a drive command acquisition unit 102 that acquires a drive command signal Xr that is a target value of the drive detection value Xb, and a control calculation is performed so that the drive detection value Xb follows the drive command signal Xr, and a current Im is supplied to the electric motor 301 to drive the electric motor.
  • the drive control unit 101 that drives 301, and the control state value D1 used in the control calculation from the drive control unit 101 are acquired, the characteristic value of the electric motor 301 or the drive mechanism 302 is estimated, and the characteristic estimated value E0 is output.
  • the characteristic estimation unit 111 and an abnormality diagnosis instruction acquisition unit 122 that externally acquires an abnormality diagnosis instruction signal C2 that indicates whether or not to perform abnormality diagnosis based on the characteristic estimation value E0 according to the driving condition of the driving operation based on the drive command signal Xr.
  • abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction to diagnose
  • abnormality diagnosis is performed based on the characteristic estimation value E0 of the characteristic estimation unit 111, and the abnormality determination signal F1 is output, and the abnormality diagnosis instruction signal C2 is an instruction not to diagnose.
  • the characteristic estimating unit 111 estimates the characteristic estimated value E0 at all times regardless of the operating condition, and the abnormality diagnosis unit 121 that acquires the characteristic estimated value E0 at all times is not affected by the change of the operating condition. It is possible to refer to the constant characteristic estimation value E0 and use it also for other functional applications where it is desired to refer to the constant characteristic estimation value E0 including the variation due to the change. Further, when a plurality of abnormality diagnosing units 121 that perform abnormality diagnosis under different operating conditions are provided, each abnormality diagnosing unit 121 can refer to and obtain one constant characteristic estimation value E0 to perform abnormality diagnosis.
  • the processing of the estimation unit 111 can be made common, can be realized with a small processing load, and the number of man-hours for developing the processing can be reduced.
  • the abnormality determination signal F1 has been described as a binary value of an abnormality determination result indicating that an abnormality has been detected and a normal determination result indicating that no abnormality has been detected, but the drive unit 300 can be driven and driven due to secular change. It may be a signal representing the remaining life, which is obtained by estimating the remaining time until it disappears. Even when such a signal is used, the estimated value of the characteristic can be used without being affected by the change of the operation condition such as the change of the work type and the change of the operation pattern, and highly reliable abnormality diagnosis can be performed. be able to. Further, a signal indicating the remaining life is output by a display device (not shown), and the worker monitoring the drive unit 300 refers to the signal, so that the worker can predict a highly reliable maintenance time.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an electric motor drive system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding configurations, and the description thereof will be omitted.
  • the motor drive device 100 includes an abnormality diagnosis unit 121, an abnormality reference creation unit 131, and an abnormality reference creation instruction acquisition unit 132, and the abnormality reference creation instruction acquisition unit 132 outputs an abnormality reference creation instruction signal.
  • C3 is obtained from a host controller external to the motor drive device 100.
  • the abnormality diagnosis unit 121 acquires the characteristic estimation value E1 from the characteristic estimation unit 111, performs abnormality diagnosis, and outputs an abnormality determination signal F1 as a result of the abnormality diagnosis.
  • the abnormality criterion creation instruction acquisition unit 132 acquires the abnormality criterion creation instruction signal C3 from the host controller 200 external to the electric motor drive device 100.
  • the abnormality criterion creating unit 131 acquires the characteristic estimation value E1 from the characteristic estimating unit 111, and uses the characteristic estimation value E1 in the abnormality criterion creating process based on the abnormality criterion creating instruction signal C3 obtained from the external host controller 200. Whether or not it is determined, and the abnormality diagnosis reference H1 is created. The created abnormality diagnosis reference H1 is output to the abnormality diagnosis unit 121.
  • the process of creating the abnormality diagnosis reference H1 by the abnormality reference creation unit 131 is performed as follows, for example. Based on the characteristic estimation value E1 for which period, the abnormality diagnosis reference H1 is determined in advance, and is set as the reference preparation period.
  • the abnormality criterion creation unit 131 acquires and stores the characteristic estimation value E1 in the criterion preparation period, and calculates the average value and the standard deviation from the stored characteristic estimation value E1. Further, the specification of the probability that the abnormality is detected in the abnormality diagnosis unit 121 is determined in advance as the occurrence probability, and the standard coefficient is calculated from the occurrence probability by the standard normal distribution.
  • the upper and lower limits of the allowable range are created as the abnormality diagnosis reference H1, for example, average value ⁇ standard deviation ⁇ reference coefficient.
  • the characteristic estimated value E1 in the reference preparation period is acquired and stored to calculate the average value and the standard deviation
  • the abnormal reference preparation instruction signal C3 acquired from the external host controller 200 is an instruction to be used for the preparation
  • the characteristic estimated value E1 is stored, and is not stored when the abnormality reference creation instruction signal C3 is an instruction not used for creation.
  • the characteristic estimated value E1 is stored until the reference creation period is reached by the total number of times or time stored by the instruction used by the abnormality reference creation instruction signal C3 for creation.
  • the characteristic estimated value E1 is stored in a non-volatile memory such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) or a flash memory that can be used by the abnormality criterion creation unit 131, for example, and the motor drive device is used after one day of operation. In the operation of turning off the power supply of 100 and then turning on the power supply of the motor drive device 100 again on the next day to restart the operation operation, the standard preparation period for several days over the time when the power supply of the motor drive device 100 is turned off.
  • the abnormality diagnosis reference H1 can be created by using the characteristic estimated value E1 in Eq.
  • the friction of the ball screw of the machining table of the machine tool as the drive mechanism 302 is estimated as the characteristic estimation value E1, and if the variation of the friction due to the change of the type of the work other than the secular variation is large, it is abnormal.
  • An example of creating the abnormality diagnosis reference H1 in the motor drive device 100 for determination will be described with reference to FIG.
  • the work types are operated and operated for the works W3, W4, and W5 in the periods 543, 548, and 552, respectively, but for the other periods, the work W1 is operated and operated.
  • the operation pattern in the periods 545 and 550, the operation pattern P2 is operated and the other operations are operated in the operation pattern P1.
  • the characteristic estimation instruction signal C1 is not changed even when the type of work is changed, and is an instruction to estimate when the operation pattern is P1 and an instruction to not estimate when the operation pattern is P2.
  • “estimation” is shown for an instruction to be estimated, and “interruption” is shown for an instruction not to be estimated.
  • the characteristic estimation unit 111 estimates and outputs the friction estimation value as the characteristic estimation value E1 even when the type of work changes, and when the operation pattern changes to P2, the estimation is performed.
  • the friction characteristic estimation value as the characteristic estimation value E1 immediately before the estimation is not performed is held and output.
  • the abnormality diagnosing unit 121 detects a change in the type of the work as an abnormality when the variation of the friction estimated value as the characteristic estimated value E1 is out of the allowable range.
  • the characteristic estimation value E1 is output by excluding the change due to the change of the operation pattern so that the abnormality due to the change is not erroneously detected.
  • the abnormality criterion creation unit 131 acquires and stores the characteristic estimation value E1 in accordance with the instruction of the abnormality criterion preparation instruction signal C3, and when the total of the stored periods reaches a predetermined criterion preparation period, the stored characteristic estimation value E1.
  • the abnormality diagnosis reference H1 is created from the above.
  • the host controller 200 knows the type and operation pattern of the work to be used in the operation operation, and uses the abnormality reference creation instruction signal C3 when the work type is W1 and the operation pattern is P1. After the total of the stored periods reaches the reference creation period (in the example of FIG. 7, the period is set as the instruction, and the instruction other than that (when the work is W3 and the operation pattern is P2 in the example of FIG.
  • the abnormality reference creation instruction acquisition unit 132 of the electric motor drive apparatus 100 acquires the abnormality reference preparation instruction signal C3 from the host controller 200 outside the electric motor drive apparatus 100.
  • the abnormality reference creating unit 131 stores the characteristic estimation value E1 when the abnormality reference creation instruction signal C3 is an instruction used for creation, and does not store it when the instruction is not used for creation.
  • the characteristic estimated value E1 is stored until the abnormality reference creation instruction signal C3 is an instruction used for creation and the total number of times or time of storage is the reference creation period.
  • the abnormality reference creation instruction signal C3 is used as an instruction to create, and the characteristic estimated value E1 is stored in this period. ..
  • the abnormality criterion creating unit 131 calculates the average value and the standard deviation from the stored characteristic estimation value E1, and then calculates the upper limit and the lower limit of the allowable range as the abnormality diagnosis criterion H1 and outputs them to the abnormality diagnosis unit 121. That is, after the period 547 in FIG. 7, the abnormality diagnosis is performed based on the abnormality diagnosis reference H1 and the result of the abnormality diagnosis is output as the abnormality determination signal F1.
  • a reliable abnormality diagnosis criterion H1 is created based on the estimation of characteristics without being affected by changes in operating conditions such as a change in the type of work and an operation pattern, and the abnormality diagnosis criterion H1 is created. Since the abnormality diagnosis is performed on the basis of the abnormality diagnosis, highly reliable abnormality diagnosis can be performed.
  • an abnormality indicating whether or not the characteristic estimated value E1 is used to create the abnormality diagnosis reference H1 for abnormality diagnosis is given to the electric motor drive device 100 of the first to third embodiments according to the driving condition of the drive operation by the drive command signal Xr.
  • An abnormal reference creation instruction acquisition unit 132 that acquires the reference creation instruction signal C3 from the outside, and acquires an estimated characteristic value E1 from the characteristic estimation unit 111 when the abnormal reference creation instruction signal C3 is an instruction used for creation, and creates an abnormal reference.
  • the instruction signal C3 is an instruction not used for creation
  • the characteristic estimation value E1 output by the characteristic estimation unit 111 is not acquired, and the abnormality diagnosis reference H1 for abnormality diagnosis is created based on the acquired characteristic estimation value E1 to generate the abnormality diagnosis unit.
  • the abnormality reference creating unit 131 for outputting to 121 Since the abnormality reference creating unit 131 for outputting to 121 is provided, highly reliable abnormality diagnosis based on characteristic estimation without being affected by changes in operating conditions such as changes in operating patterns and types of workpieces. It is possible to create the reference H1 and perform highly reliable abnormality diagnosis.
  • the abnormality diagnosis reference H1 is created by the abnormality reference creation unit 131, the operator does not need to perform the measurement work or the like to set the abnormality diagnosis reference H1, which saves the labor of the operator. Further, after replacement of parts for maintenance of the drive unit 300, it is not necessary to stop the operation of the drive unit 300 to perform measurement work or the like in order to reset the abnormality diagnosis reference H1, and the productivity of the drive unit 300 is improved. can do.
  • the abnormality reference creating unit 131 stores the characteristic estimation value E1 and then creates the abnormality diagnosis reference H1 using the stored characteristic estimation value E1, the abnormality reference creation instruction signal C3 is used for the creation.
  • an instruction a method of sequentially updating and calculating the abnormality diagnosis reference H1 based on the characteristic estimated value E1 without storing the characteristic estimated value E1 may be used.
  • the average value, the standard deviation, the probability of occurrence of abnormality detection, and the normal distribution of the characteristic estimation value E1 have been described as an example of creating the abnormality diagnosis reference H1, but the maximum value and the minimum value of the characteristic estimation value E1 in a certain period are described.
  • a method of creating the abnormality diagnosis reference H1 based on the value may be used.
  • the drive mechanism 302 is described as an example in which the table is linearly driven by a ball screw or a processing tool held by a tool chuck, but a spur gear or the like is combined. It may be a rotary drive mechanism that drives and rotates a gear mechanism, a belt drive mechanism that drives a rotary shaft separated by a belt and a pulley, and the like. Further, the drive unit 300 has been described as an example including the electric motor 301 and the drive mechanism 302, but the electric motor 301 may be used alone.
  • the electric motor 301 has been described as a servo motor or an induction motor, but it may be a reluctance motor, a linear linear motor that is not a rotary type, or the like.
  • the detector 400 has been described as an example of detecting the position or speed of the electric motor 301, but may detect the position or speed of the drive mechanism 302. Instead of installing the detector 400, the position or speed of the electric motor 301 may be detected in the electric motor drive device 100 from the electric current of the electric motor 301.
  • the characteristic estimated value E1 has been described by using the example of the frictional characteristic estimated value based on friction or the vibration amplitude characteristic estimated value based on velocity deviation, but the estimated value of the vibration amplitude or the vibration frequency of any of position, velocity, and current may also be used. good.
  • the estimated value of the inertia moment value of the electric motor 301 and the drive mechanism 302 may be used. That is, the characteristic estimated value E1 is the Coulomb friction, the viscous friction, the moment of inertia of the electric motor 301, the vibration amplitude of the position of the electric motor 301, the vibration frequency of the position, the vibration amplitude of the speed of the electric motor 301, the vibration frequency of the speed, the current of the electric motor 301.
  • At least one of the vibration amplitude, the vibration frequency of the current, the vibration amplitude of the torque of the electric motor 301, the vibration frequency of the torque, and the Coulomb friction, the viscous friction, and the moment of inertia of the drive mechanism 302 can be used.
  • the characteristic estimation instruction signal C1, the abnormality diagnosis instruction signal C2, or the abnormality reference creation signal C3 is output from the external host controller 200 to the electric motor drive device 100 .
  • a signal based on a change in operating conditions such as a change may be acquired and the characteristic estimation instruction signal C1 may be output from the work supply device to the motor drive device 100.
  • the characteristic estimation instruction signal C1, the abnormality diagnosis instruction signal C2, or the abnormality reference creating signal C3 may be passed through another device.
  • the operation with disturbance was explained as the operation in which there is a disturbance due to the cutting force in machining by the cutting movement command in the machine tool, but the impact when the conveyed object is placed by the instruction to place the conveyed object on the conveying drive mechanism in the conveying drive mechanism. It may be an operation with a force disturbance, an operation with a disturbance due to the gravity of a heavy object gripped while a heavy object is being gripped by a robot instructing gripping, or the like.
  • 1 electric motor drive system 100 electric motor drive device, 101 drive control unit, 102 drive command acquisition unit, 103 drive detection value acquisition unit, 104 current detection unit, 111 characteristic estimation unit, 112 characteristic estimation instruction acquisition unit, 121 abnormality diagnosis unit, 122 abnormality diagnosis instruction acquisition unit, 131 abnormality criterion creation unit, 132 abnormality criterion creation instruction acquisition unit, 200 host controller, 300 drive unit, 301 electric motor, 302 drive mechanism, 400 detector.

Abstract

稼働運転で、運転パターンの変更、ワークの変更、外乱のある運転の実施等の運転条件の変更の影響により電動機３０１又は駆動機構３０２の特性の推定値が大きく変動するという課題に対し、電動機駆動装置１００の外部から運転条件により推定を行うか否かを指示する特性推定指示信号Ｃ１を取得する特性推定指示取得部１１２を備え、特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示の場合は推定を行わないことで、運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定値を利用することができる電動機駆動装置１００及び電動機駆動システム１を提供する。

Description

電動機駆動装置及び電動機駆動システム
　本発明は、電動機を用いて駆動機構を駆動するための電動機駆動装置及び電動機駆動システムに関するものである。
　電動機で駆動機構を駆動するために電動機駆動装置が用いられる。駆動機構としては、例えば、ボールねじを駆動して移動させる加工テーブルがあり、生産ラインにおける工作機械で用いられる。電動機駆動装置は、異常診断や特性補償のため、電動機又は駆動機構の摩擦、振動等の特性の推定値を推定している。
　従来の電動機駆動システムにおいては、例えば数値制御装置からの生産のための稼働運転とは異なる駆動指令によりテーブルに対して一方向に単位移動量の移動停止動作を複数回遂行させ、逆方向にも単位移動量の移動停止動作を複数回遂行させ、摩擦測定を行って摩擦の値を算出する。そして例えば、摩擦値が許容範囲内にあるか否かを判定して故障診断を行っている（例えば、特許文献１参照）。
　また、駆動機構を立ち上げる初期段階でサーボ調整のため、サーボ調整部が指定した試運転動作を行い、負荷特性を測定して、負荷特性補償を行う（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４－３６２２０４号公報 国際公開第２０１４／１５６１６４号
　しかしながら、上述の電動機駆動装置及び電動機駆動システムでは、稼働運転において稼働計画による運転パターンの変更、ワークの種類の変更、外乱のある運転の実施等の運転条件の変更が伴うため、これらの変更により摩擦、振動等の特性の推定値が大きく変化し、異常診断や特性補償等が困難となるという課題があった。
　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定値を利用することができる電動機駆動装置を提供することを目的とする。
　本発明にかかる電動機駆動装置は、電動機により駆動機構を駆動した電動機の位置又は速度に基づく駆動検出値を取得する駆動検出値取得部と、駆動検出値の目標値となる駆動指令信号を取得する駆動指令取得部と、駆動指令信号に駆動検出値が追従するように制御演算を行い電動機へ電流を流して電動機を駆動動作させる駆動制御部と、駆動指令信号による駆動動作の運転条件により電動機又は駆動機構の特性値の推定を行うか否かを指示する特性推定指示信号を外部から取得する特性推定指示取得部と、特性推定指示信号が推定する指示の場合は駆動制御部の制御演算で使用される制御状態値に基づいて特性値の推定を行い特性推定値を出力し、特性推定指示信号が推定しない指示の場合は推定を行わない特性推定部とを備えたものである。
　本発明によれば、運転条件の変更の影響を受けない特性の推定値を出力できる。
本発明の実施の形態１にかかる電動機駆動システムを示す概略構成図である。 本発明の実施の形態１にかかる電動機駆動システムの動作説明図である。 本発明の実施の形態２にかかる電動機駆動システムの動作説明図である。 本発明の実施の形態３にかかる電動機駆動システムを示す概略構成図である。 本発明の実施の形態３にかかる電動機駆動システムの動作説明図である。 本発明の実施の形態４にかかる電動機駆動システムを示す概略構成図である。 本発明の実施の形態４にかかる電動機駆動システムの動作説明図である。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる電動機駆動システムを示す概略構成図であり、図１において、電動機駆動システム１は、電動機駆動装置１００、上位コントローラ２００、駆動部３００、検出器４００を備える。
　駆動部３００は電動機３０１と駆動機構３０２から構成されており、電動機３０１と駆動機構３０２は機械的に接続され、電動機３０１によって駆動される。駆動機構３０２は例えば工作機械の内部でボールねじを回転するように駆動してテーブルを直線方向に移動させる加工テーブルである。電動機３０１は例えばサーボモータであり、電動機３０１の回転出力軸にボールねじが軸継手によって機械的に接続されて駆動される。図１で電動機３０１と駆動機構３０２が二重線で接続されているが、二重線は機械的に接続されていることを示している。
　検出器４００は、例えば電動機３０１に設置され、電動機３０１の駆動された位置を検出し、検出した位置を駆動検出値Ｘｂとして電動機駆動装置１００へ出力する。
　電動機駆動装置１００は、駆動制御部１０１と、駆動指令取得部１０２と、駆動検出値取得部１０３と、電流検出部１０４と、特性推定部１１１と、特性推定指示取得部１１２とを備える。駆動検出値取得部１０３は、検出器４００から電動機３０１の位置を駆動検出値Ｘｂとして取得する。駆動指令取得部１０２は、電動機３０１の位置に対する目標値を駆動指令信号Ｘｒとして上位コントローラ２００から取得する。駆動制御部１０１は、駆動指令信号Ｘｒと駆動検出値Ｘｂをもとに制御演算を行い、電動機３０１に電圧を印加することで電流Ｉｍを流して電動機３０１に駆動トルクを発生させ、駆動指令信号Ｘｒに駆動検出値Ｘｂを追従させるように電動機３０１を駆動する。電流検出部１０４は電動機３０１へ流れる電流Ｉｍを電動機駆動装置１００内で検出し、電流検出値Ｉｂとして駆動制御部１０１へ伝達する。また、駆動制御部１０１は、駆動指令信号Ｘｒと動作検出値Ｘｂと電流検出値Ｉｂから電動機３０１に電流Ｉｍを流すために出力する電圧の値を算出するまでの制御演算の途中の計算値、又は駆動部３００の特性を推定するために必要な電動機３０１の電気的もしくは機械的な定数、駆動機構３０２の機械的な定数等の情報を、制御状態値Ｄ１として、特性推定部１１１へ出力する。制御状態値Ｄ１は、例えば電動機３０１の速度の検出値、電動機３０１にトルクを発生させる成分の電流の検出値、電流の検出値から電動機３０１のトルク出力値に変換するトルク定数、電動機３０１の回転子の慣性モーメント値と駆動機構３０２の電動機３０１で駆動される部分の慣性モーメント値を合計した負荷慣性モーメント定数等を含む。
　特性推定指示取得部１１２は、電動機駆動装置１００の外部の上位コントローラ２００から特性推定指示信号Ｃ１を取得する。特性推定部１１１は、駆動制御部１０１から制御状態値Ｄ１を取得し、外部の上位コントローラ２００から取得した特性推定指示信号Ｃ１に対応して特性推定値Ｅ１を出力する。
　ここで特性推定指示信号Ｃ１は、駆動指令信号Ｘｒによる駆動動作の運転条件に基づき、電動機３０１又は駆動機構３０２の特性値の推定を行うか否かを指示する信号であり、特性推定指示信号Ｃ１が推定を行う指示となっている場合、特性推定部１１１は駆動制御部１０１から取得した制御状態値Ｄ１をもとに、駆動部３００の状態を推定し、推定した値を特性推定値Ｅ１として出力する。例えば特性推定値Ｅ１として、電動機３０１の摩擦トルクと駆動機構３０２の摩擦力の合計として電動機３０１のトルクから出力した摩擦の成分を推定し摩擦推定値を出力する。摩擦は例えば、荷重による垂直抗力で大きさが変わるクーロン摩擦としての動摩擦が支配的であり、速度によって加算される粘性摩擦は小さく無視できる例で説明する。
　特性推定部１１１で、例えば特性推定値Ｅ１としての摩擦の推定は次のように行う。特性推定部１１１は駆動制御部１０１から制御状態値Ｄ１として例えば、速度の検出値、電流の検出値、電流からトルクに変換するトルク定数、負荷慣性モーメント定数を受け取る。次に、電流の検出値にトルク定数を掛けて、発生させている負荷トルクを計算する。また、速度の検出値を時間的に微分した加速度に負荷慣性モーメント定数を掛けて、加速度を発生させる加速度トルクを計算する。計算された負荷トルクから加速度トルクを引くと、加速度以外に駆動動作で必要となったトルクが計算され、外乱のトルクが無いとみなせる場合に、摩擦の瞬時推定値とする。摩擦の瞬時推定値は絶対値をとった後、既定の時定数を持った一次遅れ系などのフィルタを通して平均的な値にして、摩擦の推定値とする。
　特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示となっている場合、特性推定部１１１は特性推定値Ｅ１の推定を行わない。特性値の推定において、一次遅れ系のフィルタの積分変数のように演算上保持している保持変数がある場合、特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示の間は保持変数を更新せずに保持して推定を中断し、再び特性推定指示信号Ｃ１が推定する指示となって推定を行う際に保持変数の更新を再開して推定を行う。別の方法として、特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示の間は、推定は停止して、保持変数は更新しない又は既定の値に設定し、再び特性推定指示信号Ｃ１が推定する指示となって推定を行う際に保持変数を初期値などの既定の値に設定してそこから保持変数を更新して推定を行う方法でもよい。推定を行わないときに出力される特性推定値Ｅ１は、例えば、特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示に変化する直前の特性推定値Ｅ１を保持して出力する。推定を行わないときに出力される特性推定値Ｅ１として、既定の値を出力し、電動機駆動装置１００の外部の機器もしくは作業者から見て特性推定値Ｅ１の推定を行っていないことが判明できるようにしてもよい。
　ここで、上位コントローラ２００は、電動機３０１の位置又は速度に基づく検出値Ｘｂの目標値となる駆動指令信号Ｘｒを生成し、電動機駆動装置１００に伝達する。
　稼働運転においては、例えば、駆動部３００を備える生産設備としての工作機械などでは、工作機械に取り付けられた複数の電動機３０１を適切なタイミングで順番に駆動したり、複数の電動機３０１を同時に同期して駆動したり、ワークが搬入されたかを検知する遮光センサといった図１に図示しない複数のセンサデバイスからのセンサ入力状態を基に電動機３０１を駆動したりする必要がある。
　このため、稼働運転においては、電動機駆動装置１００及び駆動部３００を生産設備などで立ち上げる調整時の試運転とは違い、上位コントローラ２００に電動機駆動装置１００を接続し、上位コントローラ２００で稼働計画により電動機３０１の位置又は速度に基づく検出値の目標値となる駆動指令信号Ｘｒを生成して電動機駆動装置１００に伝達し、電動機駆動装置１００としては電動機駆動装置１００の外部の上位コントローラ２００から駆動指令信号Ｘｒを取得して電動機３０１を駆動動作させる、といったシステム構成をとることが多い。また、上位コントローラ２００では、稼働計画としての運転プログラムなどから運転条件が分かることから、運転条件を基に特性推定指示信号Ｃ１を生成できることが多い。
　電動機駆動装置１００での特性推定指示信号Ｃ１の取得は、シリアル通信経由であってもパラレルのデジタル信号入力経由であってもよい。上位コントローラ２００等からの駆動指令信号Ｘｒが通信により電動機駆動装置１００に取得される場合に、駆動指令信号Ｘｒを受信する通信経路と同じ通信経路で特性推定指示信号Ｃ１を取得すると、通信回路や通信配線が少なくて済み、駆動指令信号Ｘｒと特性推定指示信号Ｃ１の同期もとりやすい。パラレルのデジタル信号入力を経由して特性推定指示信号Ｃ１を取得する場合は、通信プロトコル等に縛られず多様な上位コントローラ２００等から特性推定指示信号Ｃ１を取得することができる。
　図２は、電動機駆動システム１の動作を説明する図であり、電動機３０１により駆動される駆動機構３０２としてワークを載せてボールねじにより移動される加工テーブルの稼働運転の例において、特性推定値Ｅ１として加工テーブルのボールねじの摩擦を推定している状況を時系列で示した例である。比較のため特性推定指示信号Ｃ１を設けず摩擦を常時推定した場合を図２の常時摩擦推定値で示す。稼働運転は、駆動部が通常の稼働をしているときの運転であり、例えば駆動部を備える生産設備としての工作機械が通常の生産のために稼働しているときの運転などである。図２において期間５１１はワークＷ１に対して稼働運転され、期間５１２ではワークの種類が変更されてワークＷ１より荷重の軽いワークＷ２に変更されて稼働運転され、期間５１３、５１４、５１５は再度ワークの種類が変更されてワークＷ１に対する稼働運転がされている。運転パターンについては、２種あり、期間５１１、５１２、５１３は運転パターンＰ１で稼働運転され、期間５１４は運転パターンＰ２に変更され、期間５１５は再度運転パターンＰ１に戻されて稼働運転される。Ｐ２は、例えばあるワークの加工から次のワークの加工までの間隔時間が運転パターンＰ１よりも長い運転パターンである。
　期間５１２では、ワーク種類がＷ２に変更されて荷重が軽くなったことから、ワークを載せたテーブルを移動させるボールねじにおける摩擦が小さくなり、常時摩擦推定値が期間５１１よりも小さい値に変動している。
　期間５１４では、ワークの加工と加工の間隔時間が長くなり、間隔時間におけるボールねじの放熱量が大きくなることで、ボールねじの温度が期間５１３より低下し、温度が低下したことで摩擦が大きくなって、常時摩擦推定値も期間５１３より大きな値になっている。
　例えば、稼働運転中の電動機３０１及び駆動機構３０２の経年変化の指標として摩擦の値を表示出力している場合に、上述のようにワークの種類の変更、運転パターンの変更等の運転条件の変更により、摩擦推定値が大きく変動し表示出力値が変動すると、駆動機構３０２を監視する作業者が駆動機構３０２の特性を把握しにくい。
　このため、作業者にて、例えば摩擦による経年変化を見るための基準として、ワークＷ１の加工の稼働運転にて特性推定値Ｅ１として摩擦を推定することと決める。基準とするワークの決め方としては、例えば摩擦力が大きな値となることで摩擦推定におけるノイズとのＳ／Ｎ比が良くなる重量の重いワークであったり、生産において多く生産されていて稼働運転で加工する機会が多いこと等から決めることができる。また、運転パターンについても、生産において多く使用され稼働運転される機会の多い運転パターンであることを基準として、運転パターンＰ１の稼働運転にて特性推定値Ｅ１を推定することと決めることができる。
　そこで、上位コントローラ２００において、特性推定値Ｅ１の推定は、ワークの種類はW１の場合に、運転パターンはＰ１の場合に推定するように、上位コントローラに特性推定指示信号Ｃ１を生成する推定判断基準として事前に登録し記憶させておく。上位コントローラは生産計画から稼働運転で加工する運転条件としてワークの種類と運転パターンを決定して稼働運転する。決定されたワークの種類及び運転パターンといった運転条件と記憶している推定判断基準から、稼働運転する運転条件で特性推定値Ｅ１の推定を行うか否かを判断して特性推定指示信号Ｃ１を推定する指示又は推定しない指示として生成し、電動機駆動装置１００へ出力する。図２の特性推定指示信号Ｃ１では、推定する指示の場合は「推定」で、推定しない指示の場合は「中断」で図示している。
　電動機駆動装置１００では、駆動指令信号Ｘｒを受取り、駆動検出値Ｘｂが駆動指令信号Ｘｒに追従するように電動機３０１に電流を流して駆動トルクを出力し、駆動機構３０２を駆動する。同時に、取得した特性推定指示信号Ｃ１に基づいて、特性推定指示信号Ｃ１が推定する指示であれば、特性推定部１１１において、推定動作を行う。特性推定指示信号Ｃ１が推定する指示から推定しない指示に変更となると、変更直前の特性推定値Ｅ１の値が保持され、特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示である間は保持した値を出力する。
　このようにして、ワークの種類が変更されたり、運転パターンが変更されたりして、運転条件が変更になっても、摩擦等の特性推定値Ｅ１は図２の下段に示すように出力され、運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定値を利用することができる。
　したがって、稼働運転中の電動機３０１及び駆動機構３０２の経年変化の指標として特性推定値Ｅ１を表示出力している場合は、駆動機構３０２を監視する作業者が駆動機構３０２の特性の経年変化を把握しやすくなる。また、稼働運転中の電動機３０１及び駆動機構３０２の経年変化による摩擦等の特性の変化に合わせて、摩擦補償等の駆動制御の設定を変更する場合にも、運転条件による特性推定値Ｅ１の変動に影響されず、経年変化を把握して設定できる。
　すなわち、本実施の形態にかかる電動機駆動装置１００においては、電動機３０１により駆動機構３０２を駆動した電動機３０１の位置に基づく駆動検出値Ｘｂを取得する駆動検出値取得部１０３と、駆動検出値Ｘｂの目標値となる駆動指令信号Ｘｒを取得する駆動指令取得部１０２と、駆動指令信号Ｘｒに駆動検出値Ｘｂが追従するように制御演算を行い電動機３０１へ電流を流して電動機３０１を駆動動作させる駆動制御部１０１と、駆動指令信号Ｘｒによる駆動動作の運転条件により電動機３０１又は駆動機構３０２の特性値の推定を行うか否かを指示する特性推定指示信号Ｃ１を外部から取得する特性推定指示取得部１１２と、特性推定指示信号Ｃ１が推定する指示の場合は駆動制御部１０１の制御演算で使用される制御状態値Ｄ１に基づいて特性値の推定を行い特性推定値Ｅ１を出力し、特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示の場合は推定を行わない特性推定部とを備えたので、運転パターンの変更、ワークの種類の変更等の運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定値を出力できる。
　また、電動機駆動システム１においては、この電動機駆動装置１００と、駆動指令信号Ｘｒと特性推定指示信号Ｃ１とを電動機駆動装置１００へ出力する上位コントローラ２００とを備えたので、運転条件の変更の影響を受けない特性の推定値を利用することができる。
実施の形態２．
　本発明の実施の形態２にかかる電動機駆動装置及び電動機駆動システムの構成を図１、図３を用いて説明する。実施の形態１では、電動機３０１としてサーボモータ、駆動機構３０２として加工テーブルを用いた例を示したが、実施の形態２では、電動機３０１を工作機械の加工工具を回転させる主軸の誘導電動機、駆動機構３０２は工作機械の加工工具とした。
　検出器４００は電動機３０１の速度を検出して駆動検出値Ｘｂとして出力し、駆動制御部１０１は電動機３０１の速度を制御し、特性推定部１１１では特性推定値Ｅ１として駆動指令信号Ｘｒから駆動検出値Ｘｂを引いた速度偏差の振動振幅を推定し、特性推定指示信号Ｃ１は外乱のある運転か否かで指示されるようにした。特性推定値Ｅ１としての速度偏差の振動振幅の推定値は、切削加工中の電動機３０１の回転子にかかる外乱トルクを観測するのではなく、電動機３０１の回転子が回転しているが切削加工していない時に電動機３０１の回転子が滑らかに回転しているか否かを振動振幅で判断し、電動機３０１の回転子を支えるベアリング等の経年変化を監視する。
　さらに具体的には、駆動機構３０２は、例えば工作機械の内部で切削加工を行うエンドミル等の加工工具である。電動機３０１は例えば誘導電動機であり、電動機３０１の回転子の回転出力軸に工具チャックを介して加工工具が駆動機構３０２として機械的に取り付けられて駆動される。
　検出器４００は、例えば駆動された電動機３０１の速度を検出できるように配置され、検出した速度を駆動検出値Ｘｂとして電動機駆動装置１００へ出力する。
　駆動検出値取得部１０３は、検出器４００から電動機３０１の速度を駆動検出値Ｘｂとして取得する。駆動指令取得部１０２は、電動機３０１の速度に対する目標値を駆動指令信号Ｘｒとして上位コントローラ２００から取得する。駆動制御部１０１は、駆動指令信号Ｘｒと駆動検出値Ｘｂをもとに制御演算を行い、電動機３０１に電圧を印加することで電流Ｉｍを流して電動機３０１に駆動トルクを発生させ、駆動指令信号Ｘｒに駆動検出値Ｘｂを追従させるように電動機３０１を駆動する。駆動制御部１０１は、制御状態値Ｄ１を特性推定部１１１へ出力する。制御状態値Ｄ１は例えば、駆動制御部１０１で制御演算のために計算された、電動機３０１の速度に対する目標値としての駆動指令信号Ｘｒから電動機３０１の速度の検出値としての駆動検出値Ｘｂを引いた速度偏差等が含まれる。たとえば一定値の速度の目標値に対して、追従するように電動機３０１が制御され、ベアリング等に問題が無ければ、速度偏差は滑らかである。ここで例えば、電動機３０１の回転子を支えるベアリングの中の玉に傷が生じると、電動機３０１の回転に対して周期的な外力が生じ、速度偏差の振動となって現れる。ただし、切削加工の途中では加工工具がワークを削る際の周期的な外乱のトルクにより、速度偏差に振動が生じる。
　特性推定部１１１は、駆動制御部１０１から制御状態値Ｄ１を取得し、上位コントローラ２００から取得した特性推定指示信号Ｃ１に対応して特性推定値Ｅ１を出力する。特性推定指示信号Ｃ１は推定動作を行うか否かを指示する信号であり、特性推定指示信号Ｃ１が推定する指示となっている場合、特性推定部１１１は駆動制御部１０１から取得した制御状態値Ｄ１に基づき、駆動部３００の特性を推定し、推定した値を特性推定値Ｅ１として出力する。特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示となっている場合、特性推定部１１１は特性推定値Ｅ１の推定を行わない。制御状態値Ｄ１から特性推定値Ｅ１を推定する方法としては、例えば制御状態値Ｄ１として取得した速度偏差にハイパスフィルタを用いてオフセット等の低周波成分を除去して振動成分を抽出し、振動成分の絶対値を平均化することで振動の振幅を推定した振動振幅推定値とし、振動振幅推定値を特性推定値Ｅ１として出力する。
　図３は電動機３０１により駆動機構３０２としての加工工具を駆動する稼働運転において、特性推定値Ｅ１として加工工具を回転させる電動機３０１の速度偏差の振動振幅推定値を推定する状況を時系列で示した例である。比較として、速度偏差の振動振幅を常時推定した場合を図３の常時振動振幅推定値で示す。図３の期間５２１、５２３、５２５はワークを載せたテーブルの移動命令が位置決め命令Ｇ００である。期間５２２、５２４は切削移動命令Ｇ０１である。期間５２２、５２４では、運転途中に加工工具がワークを切削する際の切削外力の外乱による振動の影響が発生するため、速度偏差の振動振幅が大きくなる。
　稼働運転中の電動機３０１及び駆動機構３０２において、例えば加工工具を取り付けた電動機３０１の回転子を支えて回転させるベアリングの経年変化の指標として速度偏差の常時振動振幅推定値を表示出力すると、上述のように切削加工の外乱が発生する運転の実施等の運転条件の変更により、常時振動振幅推定値の表示出力値が大きく変動する。駆動機構３０２を監視する作業者が、駆動機構３０２の経年変化による特性を把握するために、この変動を含む速度偏差の常時振動振幅推定値を参照すると、外乱が発生する運転の実施という運転条件の影響が含まれているため、駆動機構３０２の特性を把握しにくい。
　そこで次のように特性推定値Ｅ１を出力させる。上位コントローラ２００は、運転プログラムを保有しているので、運転プログラム内の移動命令の記述により、次に動く移動命令が、切削のある切削移動か、切削のない位置決め移動であるかがわかる。このため、例えば、上位コントローラ２００にて、運転プログラムの中の加工テーブルの移動命令で、位置決め移動Ｇ００である場合は、特性推定指示信号Ｃ１を推定する指示とし、切削外力による外乱がある切削移動Ｇ０１である場合は、特性推定指示信号Ｃ１を推定しない指示とする。こうして決定した特性推定指示信号Ｃ１を上位コントローラ２００から電動機駆動装置１００へ出力する。図３の特性推定指示信号Ｃ１では、推定する指示の場合は「推定」で、推定しない指示の場合は「中断」で図示している。
　電動機駆動装置１００では、駆動指令信号Ｘｒを受取り、駆動検出値Ｘｂが駆動指令信号Ｘｒに追従するように電動機３０１に電流を流して駆動トルクを出力し、駆動機構３０２を駆動する。並行して、取得した特性推定指示信号Ｃ１に基づいて、特性推定指示信号Ｃ１が推定する指示であれば、特性推定部１１１において、推定を行う。特性推定指示信号Ｃ１が推定する指示から推定しない指示に変更となると、例えば、変更直前の特性推定値Ｅ１の値を保持し、特性推定指示信号Ｃ１が推定しない指示である間は保持した値を出力する。
　このようにして、外乱のある運転が実施される場合でも、特性推定値Ｅ１は大きく変動することなく、図３の特性推定値Ｅ１に示されるように出力され、外乱のある運転の実施といった運転条件の変更がある場合でも、運転条件の影響を受けずに特性の推定値を利用することができる。これにより、稼働運転中の電動機３０１又は駆動機構３０２の経年変化の指標として特性推定値Ｅ１を表示出力している場合に、駆動機構３０２を監視する作業者は駆動機構３０２の特性の経年変化を把握しやすくなる。また、稼働運転中の経年変化による電動機３０１及び駆動機構３０２の振動振幅の変化に合わせて、振動抑制機能の設定を変更する場合にも、特性推定値Ｅ１の変動に影響されず、経年変化を把握して設定できる。
　したがって、本実施の形態にかかる電動機駆動装置１００及び電動機駆動システム１においては、実施の形態１と同様に、外乱のある運転の実施等の運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定値を出力でき、これを利用することができる。
実施の形態３．
　本発明の実施の形態３にかかる電動機駆動装置及び電動機駆動システムについて説明する。図４は本発明の実施の形態３にかかる電動機駆動システムを示す概略構成図である。図４において、図１と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。実施の形態１とは、電動機駆動装置１００に異常診断指示取得部１２２と異常診断部１２１とを備え、特性推定指示取得部１１２を備えておらず、特性推定部１１１は常時特性推定値Ｅ０を出力している点で相違している。
　特性推定部１１１は、駆動制御部１０１から制御状態値Ｄ１を取得し、制御状態値Ｄ１に基づき駆動部３００の特性値を推定し、運転条件にかかわらず推定した値を常時特性推定値Ｅ０として出力する。
　異常診断指示取得部１２２は、電動機駆動装置１００の外部の上位コントローラ２００から異常診断指示信号Ｃ２を取得する。
　異常診断部１２１は、特性推定部１１１から常時特性推定値Ｅ０を取得し、外部の上位コントローラ２００から取得した異常診断指示信号Ｃ２に対応して異常診断を行い、異常診断の結果として異常判定信号Ｆ１を出力する。異常診断指示信号Ｃ２が診断を行う指示となっている場合、異常診断部１２１は特性推定部１１１から取得した常時特性推定値Ｅ０に基づき、駆動部３００の異常診断を行う。異常診断の判定処理としては、例えばあらかじめ設定した常時特性推定値Ｅ０の許容範囲に常時特性推定値Ｅ０が入っているか否かで判定する。許容範囲としては、駆動機構３０２を立ち上げる初期段階において例えば平均的な常時特性推定値Ｅ０に対して一定の許容範囲幅を設けた許容範囲上限と許容範囲下限を設定する。異常診断部１２１は異常診断指示信号Ｃ２が診断を行う指示となっていると異常診断を行い、常時特性推定値Ｅ０が許容範囲を超えている場合は異常と判断し、異常判定信号Ｆ１を異常として出力する。常時特性推定値Ｅ０が許容範囲に入っている場合は異常ではないと判断し、異常判定信号Ｆ１を正常として出力する。異常診断指示信号Ｃ２が診断しない指示となっていると、異常診断部１２１は常時特性推定値Ｅ０に基づいた異常診断を行わず、異常判定信号Ｆ１を正常として出力する。異常判定信号Ｆ１は、例えば電動機駆動装置１００が有する表示器に出力され、表示器では異常を検出したことを警告として表示し、電動機駆動装置１００を監視する作業者が表示器を見て、常時特性推定値Ｅ０が異常と判断される状態であることを知ることができる。
　図５は電動機３０１により駆動される駆動機構３０２としてワークを載せてボールねじにより移動される加工テーブルの稼働運転の例において、常時特性推定値Ｅ０として加工テーブルのボールねじの摩擦を推定し、推定した常時特性推定値Ｅ０に基づいて異常診断を行っている状況を時系列で示した例である。図５において常時特性推定値Ｅ０は摩擦を常時推定した常時摩擦推定値で示している。例えば期間５３１でワークＷ１に対して稼働運転され、期間５３２ではワークの種類が変更されてワークＷ１より荷重の軽いワークＷ２に変更されて稼働運転され、期間５３３、５３４、５３５は再度ワークの種類が変更されてワークＷ１に対する稼働運転がされている。運転パターンについては、期間５３１、５３２、５３３は運転パターンＰ１で稼働運転され、期間５３４は運転パターンが変更されて、あるワークの加工から次のワークの加工までの間隔時間が運転パターンＰ１よりも長い運転パターンＰ２に変更されて稼働運転されている。期間５３５は再度運転パターンＰ１に戻されて稼働運転されている。
　期間５３２では、ワークの種類がＷ２に変更されて荷重が軽くなったことから、ワークを載せているボールねじにおける摩擦が小さくなり、常時特性推定値Ｅ０としての常時摩擦推定値が期間５３１よりも小さい値に変動し、許容範囲下限よりも小さい値となる。
　期間５３４では、ワークの加工と加工の間隔時間が長くなり、間隔時間におけるボールねじの放熱量が大きくなることで、ボールねじの温度が期間５３３より低下し、この温度の低下により摩擦が大きくなって、常時特性推定値Ｅ０としての常時摩擦推定値が期間５３３より大きな値となり、許容範囲上限よりも大きい値となる。
　また、期間５３３から期間５３５にかけて運転条件とは関係なく、経年変化により摩擦が徐々に増えており、期間５３５の途中の時点で常時特性推定値Ｅ０としての常時摩擦推定値が許容範囲上限を超えていく。
　例えば、常時特性推定値Ｅ０として常時摩擦推定値に基づいて、常に異常診断をする場合、上述のようにワークの種類の変更、運転パターンの変更等の運転条件の変更により、常時摩擦推定値が大きく変動する期間５３２又は期間５３４にて許容範囲から外れ、異常診断にて異常を誤検知する。
そこで、例えば摩擦の経年変化による異常診断をする基準として、ワークの種類Ｗ１かつ運転パターンＰ１の稼働運転にて異常診断を行う。
　例えば、ワークの種類はW１、運転パターンはＰ１の場合に異常診断することを、異常診断実施基準として上位コントローラ２００に事前に登録し記憶させておく。上位コントローラ２００は、生産計画に基づいて稼働運転する運転条件として決定したワークの種類と運転パターンで、駆動指令信号Ｘｒを電動機駆動装置１００へ出力し稼働運転する。また、上位コントローラ２００は、稼働運転するワークの種類及び運転パターン等の運転条件と、登録記憶しておいた異常診断実施基準から、異常診断指示信号Ｃ２を診断を行う指示又は診断しない指示として生成して、電動機駆動装置１００へ出力する。図５の異常診断指示信号Ｃ２では、診断を行う指示の場合は「診断」で、診断しない指示の場合は「中断」で図示している。
　電動機駆動装置１００では、駆動指令信号Ｘｒを受取り、駆動検出値Ｘｂが駆動指令信号Ｘｒに追従するように電動機３０１に電流を流して駆動トルクを出力し、駆動機構３０２を駆動する。また、特性推定部１１１は、駆動制御部１０１から制御状態値Ｄ１を取得し、制御状態値Ｄ１に基づき駆動部３００の特性を推定し、運転条件にかかわらず推定した値を常時特性推定値Ｅ０として出力する。異常診断指示取得部１２２では外部の上位コントローラ２００から異常診断指示信号Ｃ２を取得する。
　異常診断部１２１は、異常診断指示取得部１２２から異常診断指示信号Ｃ２を取得し、異常診断指示信号Ｃ２が診断を行う指示の場合、特性推定部１１１から常時特性推定値Ｅ０を取得し、常時特性推定値Ｅ０に基づいて異常診断を行い、異常を検知した場合は異常判定信号Ｆ１を異常判定結果で出力する。異常を検知しなかった場合は異常判定信号Ｆ１を正常判定結果で出力する。また、異常診断指示信号Ｃ２が診断しない指示の場合、異常診断を中断し、異常判定信号Ｆ１を正常判定結果で出力する。図５の異常判定信号Ｆ１では異常診断結果の場合は「異常」で、正常判定結果の場合は「正常」で図示している。
　図５の期間５３１では、ワークの種類がＷ１、運転パターンがＰ１であることから、異常診断指示信号Ｃ２は診断を行う指示とし、異常診断指示信号Ｃ２が診断を行う指示であることから異常診断部１２１で異常診断を行うが、常時特性推定値Ｅ０としての常時摩擦推定値が許容範囲内に入っているため、異常判定信号Ｆ１は正常判定結果で出力する。
　期間５３２では、ワークの種類がＷ２に変更されて、常時特性推定値Ｅ０としての常時摩擦推定値が許容範囲下限よりも小さい値となるが、ワークの種類がＷ２であることから異常診断指示信号Ｃ２は診断しない指示とし、異常診断指示信号Ｃ２が診断しない指示であることから異常診断部１２１は異常診断を行わず、異常判定信号Ｆ１は正常判定結果で出力する。
　期間５３３は期間５３１と同様の動作で、異常判定信号Ｆ１は正常判定結果で出力する。
　期間５３４では、運転パターンがＰ２に変更されて、常時特性推定値Ｅ０としての常時摩擦推定値が許容範囲上限よりも大きい値となるが、運転パターンがＰ２であることから異常診断指示信号Ｃ２は診断しない指示とし、異常診断指示信号Ｃ２が診断しない指示であることから異常診断部１２１は異常診断を行わず、異常判定信号Ｆ１は正常判定結果で出力する。
　期間５３５では、ワークの種類がＷ１、運転パターンがＰ１であることから、異常診断指示信号Ｃ２は診断を行う指示とし、異常診断指示信号Ｃ２が診断を行う指示であることから異常診断部１２１で異常診断を行うが、常時特性推定値Ｅ０としての常時摩擦推定値が経年変化で増大し期間５３５で許容範囲上限よりも大きくなると、異常を検知し異常判定信号Ｆ１は異常判定結果を出力する。
　このように、ワークの種類の変更、運転パターンの変更等の運転条件の変更があり、摩擦等の常時特性推定値Ｅ０が運転条件の変更に伴って変動して出力される場合でも、運転条件により異常診断を行うか否かを指示する異常診断指示信号Ｃ２を外部から取得して、異常診断指示信号Ｃ２が診断を行う指示の場合は、特性推定部１１１から特性推定値Ｅ１を取得し、異常診断を行って異常判定信号Ｆ１を出力し、異常診断指示信号Ｆ１が診断を行わない指示の場合は異常診断を行わないので、運転条件の変更の影響を受けない特性の推定値から真に異常な場合の診断ができる。したがって、異常診断の誤検出を低減することができ、信頼性の高い異常診断を行うことができる。
　すなわち、本実施の形態にかかる電動機駆動装置１００及び電動機駆動システム１においては、電動機３０１により駆動機構３０２を駆動した電動機３０１の位置に基づく駆動検出値Ｘｂを取得する駆動検出値取得部１０３と、駆動検出値Ｘｂの目標値となる駆動指令信号Ｘｒを取得する駆動指令取得部１０２と、駆動指令信号Ｘｒに駆動検出値Ｘｂが追従するように制御演算を行い電動機３０１へ電流Ｉｍを流して電動機３０１を駆動動作させる駆動制御部１０１と、駆動制御部１０１から制御演算で使用される制御状態値Ｄ１を取得し電動機３０１又は駆動機構３０２の特性値の推定を行って特性推定値Ｅ０を出力する特性推定部１１１と、駆動指令信号Ｘｒによる駆動動作の運転条件により特性推定値Ｅ０に基づいた異常診断を行うか否かを指示する異常診断指示信号Ｃ２を外部から取得する異常診断指示取得部１２２と、異常診断指示信号Ｃ２が診断を行う指示の場合は特性推定部１１１の特性推定値Ｅ０に基づき異常診断を行って異常判定信号Ｆ１を出力し、異常診断指示信号Ｃ２が診断しない指示の場合は異常診断を行わない異常診断部１２１とを備えたので、運転パターンの変更、ワークの種類の変更等の運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定を基にした異常診断をすることができる。
　さらに、特性推定部１１１では運転条件によらず常時特性推定値Ｅ０を推定し、常時特性推定値Ｅ０を取得する異常診断部１２１で運転条件の変更の影響を受けないようにしたので、運転条件を変更したことによる変動も含めた常時特性推定値Ｅ０を参照利用したい別の機能用途でも常時特性推定値Ｅ０を参照し利用できる。また、違う運転条件で異常診断を行う複数の異常診断部１２１を備える場合に、それぞれの異常診断部１２１は１つの常時特性推定値Ｅ０を参照し取得して異常診断することができるので、特性推定部１１１の処理を共通にすることができ、少ない処理負荷で実現できて、処理を開発する工数も低減できる。
　なお、異常判定信号Ｆ１は、異常を検知したことを示す異常判定結果と、異常を検知していないことを示す正常判定結果の２値で説明したが、駆動部３００が経年変化により駆動運転できなくなるまでの残りの時間を推定した残り寿命を表す信号であってもよい。そのような信号とした場合も、ワークの種類の変更、運転パターンの変更等の運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定値を利用することができ、信頼性の高い異常診断をすることができる。さらに、残り寿命を表す信号を図示しない表示器で出力し、駆動部３００を監視する作業者が参照することで、作業者は信頼性の高いメンテナンス時期を予測することができる。
実施の形態４．
　図６は、本発明の実施の形態４にかかる電動機駆動システムを示す概略構成図である。図６において、図１と同じ符号を付けたものは、同一または対応する構成を示しており、その説明を省略する。本発明の実施の形態１とは、電動機駆動装置１００に異常診断部１２１と異常基準作成部１３１と異常基準作成指示取得部１３２とを備え、異常基準作成指示取得部１３２は異常基準作成指示信号Ｃ３を電動機駆動装置１００の外部の上位コントローラから取得する点で相違している。
　異常診断部１２１は、特性推定部１１１から特性推定値Ｅ１を取得し、異常診断を行って、異常診断の結果として異常判定信号Ｆ１を出力する。
　異常基準作成指示取得部１３２は、電動機駆動装置１００の外部の上位コントローラ２００から異常基準作成指示信号Ｃ３を取得する。
　異常基準作成部１３１は、特性推定部１１１から特性推定値Ｅ１を取得し、外部の上位コントローラ２００から取得した異常基準作成指示信号Ｃ３に基づいて、特性推定値Ｅ１を異常基準作成処理に使用するか否かを判断し、異常診断基準Ｈ１を作成する。作成した異常診断基準Ｈ１は異常診断部１２１へ出力する。
　異常基準作成部１３１で異常診断基準Ｈ１を作成する処理としては、例えば次のように行う。どれだけの期間の特性推定値Ｅ１をもとに異常診断基準Ｈ１を作成するかをあらかじめ決定し、基準作成期間とする。異常基準作成部１３１は、基準作成期間の特性推定値Ｅ１を取得して記憶しておき、記憶した特性推定値Ｅ１から平均値及び標準偏差を算出する。さらに、異常診断部１２１で異常の検出が発生する確率の仕様を発生確率としてあらかじめ決定しておき、その発生確率から標準正規分布により基準係数を算出する。算出した特性推定値Ｅ１の平均値、標準偏差および基準係数から、異常診断基準Ｈ１として許容範囲の上限及び下限を、例えば平均値±標準偏差×基準係数で作成する。平均値及び標準偏差を算出するために基準作成期間の特性推定値Ｅ１を取得して記憶するときに、外部の上位コントローラ２００から取得した異常基準作成指示信号Ｃ３が作成に使用する指示の場合は特性推定値Ｅ１を記憶し、異常基準作成指示信号Ｃ３が作成に使用しない指示の場合は記憶しない。特性推定値Ｅ１の記憶は、異常基準作成指示信号Ｃ３が作成に使用する指示で記憶した回数又は時間の合計が基準作成期間となるまで記憶を行う。特性推定値Ｅ１の記憶は、例えば異常基準作成部１３１が使用できるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）又はフラッシュメモリといった不揮発性メモリに記憶することで、１日の稼動運転が終わって電動機駆動装置１００の電源を切り、次の日にまた電動機駆動装置１００の電源を入れて稼働運転を再開するような運転において、電動機駆動装置１００の電源を切っている時間をまたいだ数日にわたる基準作成期間での特性推定値Ｅ１を使用して異常診断基準Ｈ１を作成することができる。
　動作について、例えば、駆動機構３０２としての工作機械の加工テーブルのボールねじの摩擦を特性推定値Ｅ１として推定し、経年変化以外にワークの種類の変更による摩擦の変動についても変動が大きければ異常と判断する電動機駆動装置１００において、異常診断基準Ｈ１を作成する例を図７を用いて説明する。
　図７において、ワークの種類は期間５４３、５４８、５５２でそれぞれワークＷ３、Ｗ４、Ｗ５に対して稼働運転されるが、それ以外の期間はワークＷ１に対して稼働運転される。運転パターンは期間５４５、５５０で運転パターンＰ２で稼働運転されるが、それ以外は運転パターンＰ１で稼働運転される。特性推定指示信号Ｃ１はワークの種類の変更があっても変化させず、運転パターンがＰ１のときは推定する指示、Ｐ２のときは推定しない指示とする。図７の特性推定指示信号Ｃ１では、推定する指示の場合は「推定」で、推定しない指示の場合は「中断」で図示している。特性推定指示信号Ｃ１に基づき、特性推定部１１１ではワークの種類が変更となっても特性推定値Ｅ１として摩擦推定値を推定して出力し、運転パターンがＰ２に変更になったときは推定を行わず、推定を行わなくなる直前の特性推定値Ｅ１としての摩擦特性推定値を保持して出力する。このようにして、異常診断部１２１では、ワークの種類の変更については特性推定値Ｅ１としての摩擦推定値の変動が許容範囲から外れた場合に異常として検知する。運転パターンの変更については、運転パターンの変更による変動を除外して特性推定値Ｅ１を出力し、変動による異常の誤検知をしないようにする。
　このような稼働運転の途中で例えば、期間５４１と５４２の間で駆動機構のメンテナンスにより加工テーブルのボールねじの摺動ゴムブッシュ等の駆動機構部品を交換する場合を想定する。交換された摺動ゴムブッシュの摩擦は個体差があることから、部品交換後に稼働運転をしながら異常診断の基準を作成する。
　異常基準作成部１３１では、異常基準作成指示信号Ｃ３の指示に従い特性推定値Ｅ１を取得して記憶し、記憶した期間の合計があらかじめ決められた基準作成期間に到達すると、記憶した特性推定値Ｅ１から異常診断基準Ｈ１を作成する。
　ここで、上位コントローラ２００では稼働運転で使用するワークの種類及び運転パターンが分かっており、ワークの種類がＷ１でありかつ運転パターンがＰ１である場合に異常基準作成指示信号Ｃ３を作成に使用する指示とし、それ以外（図７の例ではワークがＷ３、運転パターンがＰ２の場合）は作成に使用しない指示とし、記憶した期間の合計が基準作成期間に到達した後（図７の例では期間５４７以降）は運転条件に関わらず作成に使用しない指示とする。図７の異常基準作成指示信号Ｃ３では、作成に使用する指示の場合は「作成」、作成に使用しない指示の場合は「中断」で図示している。
　電動機駆動装置１００の異常基準作成指示取得部１３２では、電動機駆動装置１００の外部の上位コントローラ２００から異常基準作成指示信号Ｃ３を取得する。異常基準作成部１３１では、異常基準作成指示信号Ｃ３が作成に使用する指示の場合は特性推定値Ｅ１を記憶し、作成に使用しない指示の場合は記憶しない。特性推定値Ｅ１の記憶は、異常基準作成指示信号Ｃ３が作成に使用する指示であることで記憶した回数又は時間の合計が基準作成期間となるまで記憶を行う。
　図７において、期間５４２、５４４、５４６はワークの種類がＷ１かつ運転パターンがＰ１であるため、異常基準作成指示信号Ｃ３を作成に使用する指示とし、この期間で特性推定値Ｅ１が記憶される。期間５４２、５４４、５４６の時間の合計が基準作成期間となるため期間５４６の終りに記憶は完了し、その後は異常基準作成指示信号Ｃ３も作成に使用しない指示に変更する。異常基準作成部１３１では、記憶した特性推定値Ｅ１から平均値及び標準偏差を算出した後、異常診断基準Ｈ１として許容範囲の上限及び下限を算出し、異常診断部１２１へ出力する。つまり、図７において期間５４７以降は、異常診断基準Ｈ１に基づき、異常診断を行って、異常診断の結果を異常判定信号Ｆ１として出力する。
　このように、ワークの種類の変更、運転パターンの変更等の運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定を基にした信頼性の高い異常診断基準Ｈ１を作成し、異常診断基準Ｈ１に基づいて異常診断をするので、信頼性の高い異常診断をすることができる。
　すなわち、実施の形態１～３の電動機駆動装置１００に、駆動指令信号Ｘｒによる駆動動作の運転条件により特性推定値Ｅ１を異常診断の異常診断基準Ｈ１の作成に使用するか否かを指示する異常基準作成指示信号Ｃ３を外部から取得する異常基準作成指示取得部１３２と、異常基準作成指示信号Ｃ３が作成に使用する指示の場合は特性推定部１１１から特性推定値Ｅ１を取得し、異常基準作成指示信号Ｃ３が作成に使用しない指示の場合は特性推定部１１１が出力する特性推定値Ｅ１を取得せず、取得した特性推定値Ｅ１に基づき異常診断の異常診断基準Ｈ１を作成して異常診断部１２１へ出力する異常基準作成部１３１とを備えたので、運転パターンの変更、ワークの種類の変更等の運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定を基にした信頼性の高い異常診断基準Ｈ１を作成し、信頼性の高い異常診断をすることができる。
　さらに、異常診断基準Ｈ１を異常基準作成部１３１で作成するため、作業者が測定作業等を行って異常診断基準Ｈ１を設定する必要が無く作業者の手間が省ける。また、駆動部３００のメンテナンス等での部品交換後に、異常診断基準Ｈ１を設定し直すために駆動部３００の稼働運転を止めて測定作業等を行う必要が無く、駆動部３００の生産性を向上することができる。
　なお、異常基準作成部１３１で特性推定値Ｅ１を記憶した後、記憶した特性推定値Ｅ１を用いて異常診断基準Ｈ１を作成する例で説明したが、異常基準作成指示信号Ｃ３が作成に使用する指示である場合に特性推定値Ｅ１を記憶することなく特性推定値Ｅ１に基づき異常診断基準Ｈ１を逐次的に更新計算して作成する方法でもよい。また、特性推定値Ｅ１の平均値、標準偏差、異常検出の発生確率、正規分布を用いて異常診断基準Ｈ１を作成する例で説明したが、一定期間での特性推定値Ｅ１の最大値及び最小値により異常診断基準Ｈ１を作成する方法でもよい。
　このように異常診断基準Ｈ１を作成した場合においても、運転パターンの変更、ワークの種類の変更等の運転条件の変更の影響を受けずに特性の推定を基にした信頼性の高い異常診断基準Ｈ１を作成し、異常診断基準Ｈ１に基づいて異常診断をするので、信頼性の高い異常診断をすることができる。
　なお、実施の形態１～４において、駆動機構３０２は、ボールねじでテーブルを直線的に駆動する加工テーブル又は工具チャックで保持された加工工具とする例で説明したが、平歯車等を組み合わせたギア機構を駆動して回転させる回転駆動機構、ベルト及びプーリにより離れた回転軸を駆動するベルト駆動機構等であってもよい。
　また、駆動部３００は、電動機３０１と駆動機構３０２を有している例で説明したが、電動機３０１のみであってもよい。
　電動機３０１はサーボモータ又は誘導電動機で説明したが、リラクタンスモータ、回転型でない直線型のリニアモータ等であってもよい。
　検出器４００は、電動機３０１の位置又は速度を検出する例で説明したが、駆動機構３０２の位置又は速度を検出してもよい。検出器４００を設置する代わりに、電動機３０１の電流から電動機３０１の位置又は速度を電動機駆動装置１００内で検出してもよい。
　特性推定値Ｅ１は、摩擦に基づく摩擦特性推定値又は速度偏差に基づく振動振幅特性推定値の例を用いて説明したが、位置、速度、電流のいずれかの振動振幅又は振動周波数の推定値でも良い。電動機３０１と駆動機構３０２の慣性モーメント値の推定値等でもよい。すなわち、特性推定値Ｅ１は、電動機３０１のクーロン摩擦、粘性摩擦、慣性モーメント、電動機３０１の位置の振動振幅、位置の振動周波数、電動機３０１の速度の振動振幅、速度の振動周波数、電動機３０１の電流の振動振幅、電流の振動周波数、電動機３０１のトルクの振動振幅、トルクの振動周波数、及び駆動機構３０２のクーロン摩擦、粘性摩擦、慣性モーメント、の少なくともいずれかを用いることができる。
　また、特性推定指示信号Ｃ１、異常診断指示信号Ｃ２、又は異常基準作成信号Ｃ３を外部の上位コントローラ２００から電動機駆動装置１００へ出力する例について説明したが、外部のワーク供給装置からワークの種類の変更等の運転条件の変更に基づく信号を取得して、ワーク供給装置から特性推定指示信号Ｃ１を電動機駆動装置１００へ出力してもよい。また、特性推定指示信号Ｃ１、異常診断指示信号Ｃ２、又は異常基準作成信号Ｃ３を他の装置を経由させてもよい。
　外乱のある運転は、工作機械において切削移動の命令により加工における切削力による外乱がある運転で説明したが、搬送駆動機構において搬送物を搬送駆動機構へ載せる命令により搬送物が載せられるときの衝撃力の外乱がある運転、ロボットにおいて把持を指示する命令により重量物を把持している間の把持した重量物の重力による外乱がある運転等であってもよい。
　なお、本発明は、発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
　１　電動機駆動システム、１００　電動機駆動装置、１０１　駆動制御部、１０２　駆動指令取得部、１０３　駆動検出値取得部、１０４　電流検出部、１１１　特性推定部、１１２　特性推定指示取得部、１２１　異常診断部、１２２　異常診断指示取得部、１３１　異常基準作成部、１３２　異常基準作成指示取得部、２００　上位コントローラ、３００　駆動部、３０１　電動機、３０２　駆動機構、４００　検出器。

Claims (11)

  1. 　電動機により駆動機構を駆動した前記電動機の位置又は速度に基づく駆動検出値を取得する駆動検出値取得部と、
    　前記駆動検出値の目標値となる駆動指令信号を取得する駆動指令取得部と、
    　前記駆動指令信号に前記駆動検出値が追従するように制御演算を行い前記電動機へ電流を流して前記電動機を駆動動作させる駆動制御部と、
    　前記駆動指令信号による前記駆動動作の運転条件により前記電動機又は前記駆動機構の特性値の推定を行うか否かを指示する特性推定指示信号を外部から取得する特性推定指示取得部と、
    　前記特性推定指示信号が推定する指示の場合は前記駆動制御部の前記制御演算で使用される制御状態値に基づいて前記特性値の前記推定を行い特性推定値を出力し、前記特性推定指示信号が推定しない指示の場合は前記推定を行わない特性推定部と
    を備えた電動機駆動装置。
  2. 　前記特性推定部は、前記特性推定指示信号が推定しない指示の場合に、前記特性推定値として前記推定をしない指示となる前の前記特性推定値を保持して出力する、又は既定の値を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動装置。
  3. 　前記特性推定値に基づき前記電動機又は前記駆動機構の異常診断を実施して異常判定信号を出力する異常診断部を備えた請求項１又は請求項２に記載の電動機駆動装置。
  4. 　電動機により駆動機構を駆動した前記電動機の位置又は速度に基づく駆動検出値を取得する駆動検出値取得部と、
    　前記駆動検出値の目標値となる駆動指令信号を取得する駆動指令取得部と、
    　前記駆動指令信号に前記駆動検出値が追従するように制御演算を行い前記電動機へ電流を流して前記電動機を駆動動作させる駆動制御部と、
    　前記駆動制御部から前記制御演算で使用される制御状態値を取得し前記電動機又は前記駆動機構の特性値の推定を行って特性推定値を出力する特性推定部と、
    　前記駆動指令信号による前記駆動動作の運転条件により前記特性推定値に基づいた異常診断を行うか否かを指示する異常診断指示信号を外部から取得する異常診断指示取得部と、
    　前記異常診断指示信号が診断を行う指示の場合は前記特性推定部の前記特性推定値に基づき前記異常診断を行って異常判定信号を出力し、前記異常診断指示信号が診断しない指示の場合は前記異常診断を行わない異常診断部と
    を備えた電動機駆動装置。
  5. 　前記駆動指令信号による前記駆動動作の運転条件により前記特性推定値を前記異常診断の異常診断基準の作成に使用するか否かを指示する異常基準作成指示信号を外部から取得する異常基準作成指示取得部と、
    　前記異常基準作成指示信号が作成に使用する指示の場合は前記特性推定部から前記特性推定値を取得し、前記異常基準作成指示信号が作成に使用しない指示の場合は前記特性推定部が出力する前記特性推定値を取得せず、取得された前記特性推定値に基づき前記異常診断の前記異常診断基準を作成し前記異常診断部へ出力する異常基準作成部と
    を備えた請求項３又は４に記載の電動機駆動装置。
  6. 　前記特性推定値は、
    前記電動機のクーロン摩擦と粘性摩擦と慣性モーメントと、
    前記電動機の前記位置の振動振幅と前記位置の振動周波数と、
    前記電動機の前記速度の振動振幅と前記速度の振動周波数と、
    前記電動機の前記電流の振動振幅と前記電流の振動周波数と、
    前記電動機のトルクの振動振幅と前記トルクの振動周波数
    及び前記駆動機構のクーロン摩擦と粘性摩擦と慣性モーメント
    の少なくともいずれかを推定したものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
  7. 　前記駆動指令信号は稼働運転における前記駆動指令信号であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
  8. 　前記運転条件は、運転パターン、ワークの種類、及び外乱のある運転の少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電動機駆動装置。
  9. 　請求項１に記載の電動機駆動装置と、
    　前記駆動指令信号と前記特性推定指示信号とを前記電動機駆動装置へ出力する上位コントローラと
    を有する電動機駆動システム。
  10. 　請求項４に記載の電動機駆動装置と、
    　前記駆動指令信号と前記異常診断指示信号とを前記電動機駆動装置へ出力する上位コントローラと
    を有する電動機駆動システム。
  11. 　請求項５に記載の電動機駆動装置と、
    　前記駆動指令信号と前記異常基準作成指示信号とを前記電動機駆動装置へ出力する上位コントローラと
    を有する電動機駆動システム。
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